四氧化钛（TiCl4）是制取航天航空工业材料钛合金的重要原料-优题课

题文

四氧化钛（ $T i C l_{4}$ ）是制取航天航空工业材料--钛合金的重要原料。由钛铁矿（主要成为是 $F e T i O_{3}$ ）制备 $T i C l_{4}$ 等产品的一种工艺流程示意如下：

回答下列问题
(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：

$2 F e^{3 ＋} ＋ F e = 3 F e^{2 ＋}$

$2 T i O^{2 ＋}$ (无色)＋ $F e ＋ 4 H^{＋}$ = $2 T i^{3 ＋}$ (紫色)＋ $F e^{2 ＋} ＋ 2 H_{2} O$

$T i^{3 ＋}$ (紫色)＋ $F e^{3 ＋} ＋ H_{2} O = T i O^{2 ＋}$ (无色)＋ $F e^{2 ＋} ＋ 2 H^{＋}$

加入铁屑的作用是。

(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成 $T i O_{2} \cdot n H_{2} O$ 溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在范围。

(3)若把③中制得的固体 $T i O_{2} \cdot n H_{2} O$ 用酸清洗除去其中的Fe(OH)₃杂质，还可制得钛白粉。已知25 ℃时， $K_{s p} [F e (O H)_{3}] ＝ 2.79 \times 10^{－ 39}$ ，该温度下反应 $F e (O H)_{3} ＋ 3 H^{＋} = F e^{3 ＋} ＋ 3 H_{2} O$ 的平衡常数K＝。

(4)已知： $T i O_{2} (s) ＋ 2 C l_{2} (g) = T i C l_{4} (l) ＋ O_{2} (g) Δ H ＝＋ 140 k J \cdot m o l^{－ 1}$

$2 C (s) ＋ O_{2} (g) = 2 C O (g) Δ H ＝－ 221 k J \cdot m o l^{－ 1}$

写出④中 $T i O_{2}$ 和焦炭、氯气反应生成液态 $T i C l_{4}$ 和 $C O$ 气体的热化学方程式：。

(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是(只要求写出一项)。

(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用方法。

	$T i C l_{4}$	$S i C l_{4}$
熔点/℃	－25.0	－68.8
沸点/℃	136.4	57.6

科目化学题型填空题难度中等

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（1）在2L的密闭容器中，由CO₂和H₂合成甲醇：CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g），在其他条件不变的情况下，探究温度对反应的影响，
实验结果如图1所示（注：T₂＞T₁，均大于300℃）．
①温度为T₂时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均反应速率为．
②通过分析图1，温度对反应CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）的影响可以概括为．

③下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是（填字母）．

A．体系压强保持不变

B．密闭容器中CO₂、H₂、CH₃OH（g）、H₂O（g）4种气体共存

C．CH₃OH与H₂物质的量之比为1：3

D．每消耗1mol CO₂的同时生成3mol H₂

④已知H₂（g）和CH₃OH（l）的燃烧热△H分别为﹣285.8kJ·mol^﹣1和﹣726.5kJ·mol^﹣1，写出由CO₂和H₂生成液态甲醇和液态水的热化学方程式：．
（2）在容积可变的密闭容器中，由CO和H₂合成甲醇CO（g）+2H₂（g）CH₃OH（g），CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图2所示．
①该反应的平衡常数表达式K=，250℃、0.5×10⁴ kPa下的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”）300℃、1.5×10⁴ kPa下的平衡常数．
②实际生产中，该反应条件控制在250℃、1.3×10⁴ kPa左右，选择此压强而不选择更高压强的理由是．

废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减少污染．废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末．
（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是（填字母）．

A．热裂解形成燃油

B．露天焚烧

C．作为有机复合建筑材料的原料

D．直接填埋

（2）已知下列热化学方程式：
O₂（g）═O⁺₂（g）+e^﹣ △H₁=+1175.7kJ•mol^﹣1
PtF₆（g）+e^﹣═PtF₆^﹣（g） △H₂=﹣771.1kJ•mol^﹣1
O₂⁺PtF₆^﹣（s）═O₂⁺（g）+PtF₆^﹣（g） △H₃=+482.2kJ•mol^﹣1
则反应O₂（g）+ =O₂⁺PtF₆^﹣（s）的△H= ．
（3）25℃，1.01×10⁵Pa时，16g液态甲醇（CH₃OH）完全燃烧，当恢复到原状态时，放出热量363.3kJ，该反应的热化学方程式为（相对原子质量 C﹣12 H﹣1 O﹣16 ），当此反应生成66g CO₂时，放出的热量为．

反应A（g）+B（g）C（g）+D（g）过程中的能量变化如图所示，回答下列问题．

（1）该反应是反应（填“吸热”、“放热”）．
（2）当反应达到平衡时，升高温度，A的转化率（填“增大”、“减小”、“不变”），原因是
（3）反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响？（填“有”、“无”），原因是．
（4）在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E₁和E₂的变化是：E₁ ，E₂ （填“增大”、“减小”、“不变”）．

将25℃ 101KPa条件下的氯化氢（HCl）气体49.6L，通入492mL水中，（已知水的密度为：1.00g/mL），得到密度为1.13g/mL的盐酸（即氯化氢的水溶液）。注：25℃101KPa条件下气体摩尔体积为24.8Ｌ/mol。
（1）此盐酸的质量分数为 (计算结果保留一位小数)
（2）此盐酸的物质的量浓度为 (计算结果保留一位小数)
（3）取出20.0 mL该溶液，配成浓度为1.00 mol/L的稀溶液，则稀释后溶液的体积是 mL(计算结果保留一位小数)
（4）0.100 mol/L的稀盐酸500mL中含有的Cl^-的数目为 (计算结果保留两位小数)

现有m g某气体，它由双原子分子构成，它的摩尔质量为M g·mol^-1。若阿伏加德罗常数用N_A表示，则：
（1）该气体的物质的量为________________mol。
（2）该气体所含原子总数为________________个。
（3）该气体在标准状况下的体积为_________________L。
（4）该气体在标准状况下的密度为_______________ g/L。
（5）该气体溶于水后形成VL溶液，其溶液的物质的量浓度为________________mol/L。

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